避雷器技术规范.doc
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1、中华人民共和国电力行业标准进口交流无间隙金属氧化物避雷器技术规范DL/T 6131997Specification and technical requirementfor import AC gapless metal oxide surge arresters中华人民共和国电力工业部1997-05-19批准 1997-10-01实施前 言 本规范是根据1991年电力部避雷器标准化技术委员会年会上提出的任务制订的(后补列为95DB 08795计划)。 本规范是根据我国电力系统运行条件,按国际标准IEC 994交流无间隙金属氧化物避雷器和有关国家标准制订的。由于国家标准GB 1103289交流
2、无间隙金属氧化物避雷器与IEC 994标准对中性点非直接接地系统中避雷器的规定有所不同,增加了制订本规范的难度。在本规范的制订中尽量总结我国进口与国产交流无间隙金属氧化物避雷器的使用与生产经验,体现其先进性与实用性,为引进产品提供了较全面的技术要求。 本规范由电力工业部避雷器标准化技术委员会提出并负责起草。 主要起草人:舒廉甫、梁毓锦、李启盛、陈慈萱、刘先进。1 范围 本规范规定了进口交流无间隙金属氧化物避雷器的技术要求,并按本规范规定的试验项目、试验方法和技术要求的标准进行设备验收。 本规范适用于3kV500kV交流电网进口无间隙金属氧化物避雷器的技术谈判,并给出应遵循的基本要求,以及一般情
3、况下的推荐值,个别地区的特殊使用条件应由订货单位向外商及制造部门提出,本规范不作规定。2 引用标准 下列标准包含的条文,通过在本规范中引用而构成为本规范的条文。本规范出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本规范的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB 15693 标准电压 GB 311.183 高压输变电设备的绝缘配合 GB 2900.1289 电工名词术语 避雷器 GB/T 558293 高压电力设备外绝缘污秽等级 GB 1103289 交流无间隙金属氧化物避雷器 IEC 71(93) 绝缘配合 IEC 994(91) 交流无间隙金属氧化物避雷器3 名词术语、符号定义 名
4、词术语、符号定义与所引用的标准一致。4 使用条件4.1 系统最高工作电压 与电力系统标称电压相适应的系统最高工作电压见表1。表1 系统最高工作电压系统标称电压UnkV36103566110220330500系统最高工作电压UmkV3.67.21240.572.51262523635504.2 系统额定频率 50Hz。4.3 海拔高度 不超过1000m。4.4 环境温度 最高温度 不高于40; 最低温度 不低于-40; 最大日温差 不大于25。4.5 最高相对湿度 25下为90%。4.6 最大风速 不大于35m/s。4.7 覆冰厚度 10mm和20mm。4.8 日照能量 在风速0.5m/s下为0
5、.11W/cm2。 避雷器运行在该日照下,瓷套表面的温度一般不超过60。4.9 污秽等级 根据避雷器安装地区的污秽情况选用避雷器外绝缘污秽等级。发电厂、变电所电力设备污秽等级分为4级,见表2。表2 发电厂、变电所电力设备污秽分级标准污秽等级1234爬电比距cm/kV1.62.02.53.1注:1 污秽分极标准引自GB 5582 2 该表针对悬式绝缘子和支柱绝缘子 3 瓷绝缘表面绝缘特性深受其直径及形状影响 4 套管暂无污秽分级,选择时应加大表中爬电比距4.10 耐地震能力 地震烈度9度地区: 地面水平加速度 0.4g; 地面垂直加速度 0.2g。 地震烈度8度地区: 地面水平加速度 0.25g
6、; 地面垂直加速度 0.125g。 地震烈度7度地区: 地面水平加速度 0.2g; 地面垂直加速度 0.1g。 地震波为正弦波,持续时间三个周波(安全系数1.67)。 超出上述使用条件,订货单位应向外商明确提出相应的要求。5 技术要求5.1 避雷器额定电压5.1.1 按IEC标准规定,避雷器在注入标准规定的能量后,必须能耐受相当于额定电压数值的暂时过电压至少10s。5.1.2 避雷器额定电压选择。避雷器额定电压可按(下)式选择UrkUt (1)式中:Ur避雷器额定电压,kV; k切除短路故障时间系数,10s及以内切除故障k=1.0,10s以上切除故障k=1.3; Ut暂时过电压,kV。 在选择
7、避雷器额定电压时,仅考虑单相接地、甩负荷和长线电容效应引起的暂时过电压,可按表3选取。表3 暂时过电压值接地方式非直接接地直 接 接 地系统标称电压kV3103566110220330500母 线线 路暂时过电压kV1.1UmUm注:Um为系统最高工作电压,kV 保护发电机避雷器额定电压按1.25倍发电机额定电压选择。5.1.3 避雷器额定电压推荐值见表4。 保护发电机避雷器额定电压推荐值见表5。5.1.4 变压器中性点避雷器额定电压选择。变压器中性点避雷器的雷电保护因数(见5.4.2条)不得小于1.25,宜尽量选择额定电压值较高的避雷器。一般用于直接接地系统时,不低于系统最高工作相电压。非直
8、接接地系统可按10s以上切除故障的线端避雷器额定电压选取。5.1.5 变压器中性点避雷器额定电压推荐值见表6。表4 避雷器额定电压推荐值接地方式非 直 接 接 地直 接 接 地10s及以内切除故障10s以上切除故障系统标称电压kV3610356636103566110220330500母线线路母线线路避雷器额定电压kV4.08.0134272510175496(96)102108(192)204216(276)288300(288)300312(396)420444(420)444468注:圆括号内数据适用于输电线路较短,暂时过电压较低的电网表5 保护发电机避雷器额定电压推荐值发电机额定电压k
9、V3.156.310.513.815.751820222426避雷器额定电压kV4.08.013.217.520.022.525.027.530.032.5表6 变压器中性点避雷器额定电压推荐值中性点绝缘水平全 绝 缘分 级 绝 缘系统标称电压kV36103566110220330500避雷器额定电压kV51017549684150841025.2 避雷器最大持续运行电压 对同一系列避雷器最大持续运行电压Uc应与避雷器额定电压Ur近似成正比选用,一般情况下Uc0.8Ur且不得低于以下规定值: 直接接地系统 非直接接地系统 10s及以内切除故障时 10s以上切除故障时UcUm (35kV66kV
10、)Uc1.1Um (3kV10kV) 保护发电机避雷器持续运行电压不得小于发电机额定电压值。5.3 避雷器分类 按标称放电电流分为20、10、5、2.5、1.5kA五类,见表7。表7 避 雷 器 分 类标称放电电流kA201052.51.5避雷器额定电压UrkV360Ur4683Ur360Ur96Ur36Ur150适用系统标称电压kV500电 站3330电 站366326保护电机3500保护变压器中性点配电网保护电容器长持续时间冲击电流耐受长线释放见表11冲击电流见表12大冲击电流4/10skA10010065255.4 保护水平5.4.1 雷电冲击保护水平 标称放电电流(8/20s)下的残压
11、值为避雷器的雷电冲击保护水平。陡波标称放电电流(1/5s)下的残压值与标称放电电流下的残压值之比不得大于1.15。5.4.2 雷电保护因数 电气设备全波冲击绝缘水平与雷电冲击保护水平之比值为避雷器的雷电保护因数,该因数不得小于1.4。5.4.3 操作冲击保护水平 操作冲击电流(30/60s)下的残压值为避雷器的操作冲击保护水平,其操作电流值见表8。表8 操作冲击电流值标称放电电流kA201010操作冲击电流A20001000500注:保护电容器的避雷器标称放电电流5kA的操作冲击电流值为1000A5.4.4 操作保护因数 电气设备操作冲击绝缘水平与操作冲击保护水平之比值为避雷器的操作保护因数,
12、该因数不得小于1.15。5.5 避雷器吸收操作过电压能量的估算 避雷器吸收操作过电压的能量可按(下)式估算 (2)式中:W避雷器吸收能量,kJ; Ures避雷器操作冲击电流下的残压,kV; UL预期过电压,kV; Z线路冲击自波阻抗,; T电流持续时间,ms,T=2l/v; l线路长度,km; v波速300km/ms。也可按比能量W选择避雷器的长线释放等级,W可按(下)式计算 (3)式中:W避雷器每千伏额定电压吸收的能量,kJ/kV。5.6 避雷器绝缘水平(无电阻片)5.6.1 爬电比距。避雷器爬电比距可按(下)式确定=L/Um (4)式中:L瓷套爬电距离,cm。 应符合表2的规定。5.6.2
13、 工频耐压(1min)见表9。5.6.3 操作耐压(250/2500s)见表9。5.6.4 雷电耐压(1.2/50s)见表9。表9 避雷器(无电阻片)耐压值标称电压(有效值)kV36103566110220330500工频耐压(有效值)kV25/1830/2342/3095/80/140/160200/185/395/510/680/740操作耐压(峰值)kV95011751240雷电耐压(峰值)kV406075185325350450950117515501675注:工频耐压分子为干试电压值,分母为湿试电压值5.7 压力释放等级 在大气中使用带有压力释放装置的避雷器,应按避雷器安装点可能的最
14、大短路电流有效值进行选择,不同的标称放电电流具有不同的压力释放等级,见表10。最大电流持续时间不应小于0.2s。5.8 脱离器 当避雷器发生故障时,脱离器用来将避雷器与系统隔离,以防系统发生永久性故障,并给出故障避雷器的明显指示。 当脱离器无明显、有效、永久的隔离功能时,应能承受1.2倍带脱离器的最高额定值避雷器的额定电压,持续时间1min,电流有效值不超过1mA。脱离器在规定的动作负载试验中不应动作。表10 避雷器压力释放等级标称放电电流kA20105最大电流kA635040206350402010165最小电流kA0.86 试验6.1 型式试验6.1.1 绝缘电阻试验 由制造厂提供避雷器绝
15、缘电阻的试验数值及测量用兆欧表的电压等级。6.1.2 最大工作电压持续电流试验 应测量每节与整只避雷器在合同规定的最大持续运行电压和系统持续运行电压下的阻性电流峰值与全电流值。前者用于检验避雷器是否符合合同规定值,后者为现场试验提供对比参数。6.1.3 工频(直流)参考电压试验 工频(直流)参考电压应在避雷器比例单元和每节上测量,在工频参考电压下阻性电流峰值为1mA5mA,在直流参考电压下电流为1mA,该电流应在环境温度为(2015)下进行测量。6.1.4 残压试验 残压试验在3只完整的避雷器或避雷器比例单元上进行。避雷器的额定电压高于3kV时,试品的额定电压至少应为3kV,但不应超过12kV
16、。放电的间隔时间应能使试品冷却到接近环境温度。 当在避雷器比例单元上进行试验时,整个避雷器的残压等于比例单元所测得的残压值乘上其额定电压与比例单元的额定电压之比值。6.1.4.1 雷电冲击电流残压试验 对每只试品避雷器施加3次雷电冲击电流(81)/(202)s,其峰值分别近似为0.5、1.0和2.0倍的避雷器标称放电电流峰值,将所得的9个试验点的最大包络线绘成残压电流曲线,从曲线上读出对应于标称放电电流下的残压值。6.1.4.2 陡波冲击电流残压试验 对每只试品避雷器施加峰值为其标称放电电流值的陡波冲击电流(10.1)/5s1次(峰值误差为5%),取3个电压峰值中的最大值为陡波冲击电流残压值。
17、6.1.4.3 操作冲击电流残压试验 对每只试品避雷器施加1次操作冲击电流(303)/(606)s,其峰值按表8确定。避雷器在相应电流下的操作冲击残压取3个电压峰值中的最大值。 制造厂应提供表8中操作冲击电流的0.25倍下的残压值,供用户校核使用。6.1.5 长持续时间冲击电流耐受试验 长持续时间冲击电流耐受试验应在3只未进行任何试验的新的整只避雷器、避雷器比例单元或电阻片上进行。电阻片可暴露在静止的(2015)空气中。如果避雷器的额定电压不低于3kV,则试品避雷器的额定电压至少应为3kV,但无需超过6kV。如果避雷器的脱离器与避雷器设计成一体,这些试验应按运行条件带脱离器进行。所有这些试验必
18、须在分布参数冲击发生器上进行。 每个试品避雷器的长持续时间冲击电流耐受试验共进行18次放电,其中每3次为1组,共分6组。每两次动作之间的时间间隔应为50s60s,每组之间的时间间隔应能使试品避雷器冷却到接近环境温度,在试验过程中,均应录取第1次和第18次放电时试品避雷器的电压和电流示波图。图1 长线释放等级及比能量 在进行长持续时间冲击电流耐受试验后,当试品避雷器冷却到接近环境温度时,为了便于与试验前的测量值进行比较,应对试品避雷器重新进行残压试验。残压值的变化不应超过5%。 试验完成后,应对试品避雷器进行检查,金属氧化物电阻片应无击穿、闪络、开裂或其它损坏痕迹。 对标称放电电流为20kA和1
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